Dispositivo para separar en fracciones un fluido que comprende varias fracciones con doble separación.

Dispositivo para separar un fluido fluyente en al menos dos fracciones con diferente densidad de masa

, que comprende:

- un tubo principal sustancialmente en la forma de una camisa cilíndrica y que presenta una abertura de entrada y una abertura de salida situada en el extremo externo opuesto;

- un primer elemento de remolino dispuesto en el tubo principal cerca de la abertura de entrada para impartir un movimiento de rotación al fluido que fluye a través del tubo principal;

- un primer tubo auxiliar situado de manera concéntrica en el tubo principal a una distancia del primer elemento de remolino y que conduce a la abertura de salida del tubo principal;

- primeros medios de descarga conectados a la camisa del tubo principal para descargar una fracción más pesada del fluido;

en el que:

- un segundo elemento de remolino está ubicado en el primer tubo auxiliar cerca de la abertura de entrada para impartir un movimiento de rotación al fluido que fluye a través del primer tubo auxiliar;

- un segundo tubo auxiliar está colocado de manera concéntrica en el primer tubo auxiliar a una distancia del segundo elemento de remolino y conduce a la abertura de salida del tubo principal; y

- segundos medios de descarga están conectados a la camisa del primer tubo auxiliar para descargar una fracción más pesada del fluido,

caracterizado por que el primer elemento de remolino tiene un ángulo de remolino de salida mayor que el ángulo de remolino de entrada eficaz del segundo elemento de remolino.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/NL2010/050172.

Solicitante: ADVANCED TECHNOLOGIES & INNOVATIONS B.V.

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: Leemansweg 11 6827 BX Arnhem PAISES BAJOS.

Inventor/es: SCHOOK,ROBERT.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Separación de partículas dispersas en gases o en... > B01D45/12 (utilizando la fuerza centrífuga (centrifugadores B04B; ciclones B04C))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Separación de líquidos, no previsto en otro lugar,... > B01D17/02 (Separación de líquidos no miscibles)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Separación de partículas dispersas en gases o en... > B01D45/16 (producida por el movimiento helicoidal de la corriente gaseosa)

PDF original: ES-2475090_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo para separar en fracciones un fluido que comprende varias fracciones con doble separaciïn La invenciïn se refiere a un dispositivo para separar un fluido fluyente en al menos dos fracciones con diferente densidad de masa, que comprende: un tubo principal sustancialmente en la forma de una camisa cilïndrica y que presenta una abertura de entrada y una abertura de salida ubicada en el extremo externo opuesto; un primer elemento de remolino dispuesto en el tubo principal cerca de la abertura de entrada para impartir un movimiento de rotaciïn al fluido que fluye a travïs del tubo principal; un primer tubo auxiliar ubicado de manera concïntrica en el tubo principal a una distancia del primer elemento de remolino y que conduce a la abertura de salida del tubo principal; y primeros medios de descarga conectados a la camisa del tubo principal para descargar una fracciïn mïs pesada del fluido. El movimiento de rotaciïn se imparte al fluido fluyente por medio de un elemento de remolino que estï dotado habitualmente de una pluralidad de paletas, cuyo ïngulo de ïlabe aumenta en la direcciïn de flujo.

Un dispositivo de separaciïn de este tipo se conoce a partir de los documentos US 3.641.745 y US 4.478.712.

En la tïcnica anterior conforme a la patente estadounidense 3.641.745 se da a conocer un dispositivo para separar en fracciones una mezcla de gas y lïquido en al menos dos fracciones (vïase el tïtulo) . El dispositivo comprende un tubo principal cilïndrico dotado de una entrada y una salida ubicada en las paredes de extremo opuesto del tubo principal. Un primer elemento de remolino (deflector con ïlabes) estï ubicado en el tubo principal cerca de la entrada para hacer que el fluido se separe mediante un remolino. El dispositivo tambiïn estï dotado de un tubo adicional ubicado de manera coaxial en el tubo principal a una distancia del primer elemento de remolino, tubo adicional que conduce a la salida del tubo principal. En el revestimiento del tubo principal estïn conectados medios de salida orientados en una direcciïn vertical para expulsar una fracciïn mïs pesada del fluido. En el tubo adicional un segundo elemento de remolino estï ubicado para impartir un movimiento de remolino al fluido que fluye en el tubo adicional. La salida en forma de tubo puede considerarse como un segundo tubo adicional conectado de manera coaxial al y a una distancia del segundo elemento de remolino. En el revestimiento del primer tubo adicional estïn conectados segundos medios de salida para expulsar una fracciïn mïs pesada del fluido (perforaciones en la conexiïn al drenaje) .

El objeto de la invenciïn es proporcionar un dispositivo que proporcione una mejor separaciïn.

La invenciïn proporciona para este fin un dispositivo de separaciïn segïn la reivindicaciïn 1. El dispositivo puede estar dotado ademïs de medios, por ejemplo una bomba, para hacer que el fluido que va a separarse en fracciones fluya en una direcciïn axial a travïs del tubo principal. Puesto que el segundo elemento de remolino tiene un ïngulo de entrada menor que el ïngulo de salida del primer elemento de remolino en la segunda unidad de separaciïn las fuerzas que se ejercen ahora debido a la rotaciïn del fluido y por tanto las propiedades de separaciïn de ambas etapas de separaciïn pueden controlarse de manera independiente entre sï. Esta mayor libertad de diseïo permite optimizar el resultado de separaciïn total. Por tanto, las fuerzas generadas por el movimiento de rotaciïn del fluido y por tanto la capacidad de separaciïn, en la segunda unidad de separaciïn pueden hacerse lo mïs parecidas posible a las de la primera unidad de separaciïn.

Estas medidas proporcionan una descarga adicional, reduciendo asï la posibilidad de una descarga insuficiente de la fracciïn mïs pesada. El espacio de la parte ciega entre el tubo principal y el segundo tubo auxiliar tambiïn puede ser mucho mayor ya que el segundo tubo auxiliar es mucho mïs delgado que el primer tubo auxiliar, por lo que hay mïs espacio. Otra razïn es que una primera separaciïn ya ha tenido lugar y la fracciïn mïs pesada separada en la primera separaciïn ya se ha descargado en su mayor parte. A travïs de las paredes del tubo principal solo se introducirï por tanto una pequeïa cantidad de la fracciïn mïs pesada en la parte final y ciega del tubo principal. El fluido introducido en la segunda separaciïn es mïs ligero ya que (al menos una parte de) la fracciïn mïs pesada se ha retirado y el fluido restante estï formado por tanto por la fracciïn mïs ligera de la primera separaciïn. La fracciïn mïs pesada obtenida en la primera separaciïn tiene por tanto una magnitud limitada. El peligro de que la parte ciega del espacio entre el tubo principal y el segundo tubo auxiliar se llene y por tanto el peligro de que la fracciïn mïs pesada entre dentro del segundo tubo auxiliar, se reduce en gran medida.

Tambiïn se producen dos etapas de separaciïn individuales, lo que mejora en gran medida la calidad de la separaciïn.

Asimismo la invenciïn proporciona un procedimiento para separar en fracciones un fluido que comprende varias fracciones, que comprende las etapas de un primer elemento de remolino ubicado en un tubo principal que imparte un movimiento de rotaciïn al fluido que fluye a travïs del tubo principal, separar el fluido en una fracciïn mïs pesada del fluido ubicada en la pared del tubo principal y una fracciïn mïs ligera ubicada de manera central a travïs de un primer tubo auxiliar que se extiende de manera concïntrica al tubo principal y descargar la fracciïn mïs pesada de manera lateral fuera del tubo principal, impartiendo un segundo elemento de remolino ubicado en

el primer tubo auxiliar un movimiento de rotaciïn a la fracciïn mïs ligera que fluye a travïs del primer tubo auxiliar, separar la fracciïn mïs ligera en un componente mïs pesado de la fracciïn mïs ligera ubicado en la pared del tubo auxiliar y un componente mïs ligero de la fracciïn mïs ligera ubicado de manera central a travïs de un segundo tubo auxiliar que se extiende de manera concïntrica al primer tubo auxiliar y descargar el componente mïs pesado de la fracciïn mïs ligera de manera lateral fuera del primer tubo auxiliar.

Debe observarse que el documento US 4.299.611 tambiïn muestra un dispositivo de separaciïn dotado de dos elementos de separaciïn. Sin embargo se trata de un dispositivo de separaciïn para retirar o filtrar material particular de un flujo de aire y no de un dispositivo para separar fluidos aleatorios, mïs en particular para separar un lïquido y una fracciïn de gas. Aunque las ventajas de la invenciïn se manifiestan con fluidos de naturaleza aleatoria, un importante campo de aplicaciïn de la invenciïn es la separaciïn entre una fracciïn mïs ligera del fluido que comprende sustancialmente gas y una fracciïn mïs pesada del fluido que comprende sustancialmente lïquido.

Una construcciïn atractiva y sencilla para descargar la fracciïn mïs pesada obtenida en la segunda separaciïn se obtiene cuando el primer tubo auxiliar estï situado a una distancia de la abertura de salida y cuando los segundos medios de descarga estïn conectados al tubo principal entre el primer tubo auxiliar y la abertura de salida.

Un mezclador estïtico puede montarse aguas arriba del primer elemento de remolino. Este mezclador impide que un denominado fluido estratificado se introduzca en el primer elemento de remolino y el fluido llega al primer elemento de remolino como una mezcla homogïnea.

El primer elemento de remolino imparte un movimiento de rotaciïn al fluido que sale del mismo con un cabeceo definido por el elemento de remolino. Por motivos de la tïcnica de flujo resulta atractivo, con el fin de impedir trastornos en el patrïn de flujo, que este... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo para separar un fluido fluyente en al menos dos fracciones con diferente densidad de masa, que comprende:

-un tubo principal sustancialmente en la forma de una camisa cilïndrica y que presenta una abertura de entrada y una abertura de salida situada en el extremo externo opuesto; -un primer elemento de remolino dispuesto en el tubo principal cerca de la abertura de entrada para impartir un movimiento de rotaciïn al fluido que fluye a travïs del tubo principal; -un primer tubo auxiliar situado de manera concïntrica en el tubo principal a una distancia del primer elemento de remolino y que conduce a la abertura de salida del tubo principal; -primeros medios de descarga conectados a la camisa del tubo principal para descargar una fracciïn mïs pesada del fluido;

en el que:

-un segundo elemento de remolino estï ubicado en el primer tubo auxiliar cerca de la abertura de entrada para impartir un movimiento de rotaciïn al fluido que fluye a travïs del primer tubo auxiliar; -un segundo tubo auxiliar estï colocado de manera concïntrica en el primer tubo auxiliar a una distancia del segundo elemento de remolino y conduce a la abertura de salida del tubo principal; y -segundos medios de descarga estïn conectados a la camisa del primer tubo auxiliar para descargar una fracciïn mïs pesada del fluido,

caracterizado por que el primer elemento de remolino tiene un ïngulo de remolino de salida mayor que el ïngulo de remolino de entrada eficaz del segundo elemento de remolino.

2. Dispositivo segïn la reivindicaciïn 1, caracterizado por que el dispositivo estï adaptado para separar una fracciïn mïs ligera del fluido que comprende sustancialmente gas y una fracciïn mïs pesada del fluido que comprende sustancialmente lïquido.

3. Dispositivo segïn la reivindicaciïn 1 o 2, caracterizado por que el primer tubo auxiliar estï situado a una distancia de la abertura de salida y porque los segundos medios de descarga estïn conectados al tubo principal entre el primer tubo auxiliar y la abertura de salida.

4. Dispositivo segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que un mezclador estï dispuesto aguas arriba del primer elemento de remolino.

5. Dispositivo segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos un elemento de soporte estï dispuesto entre el primer tubo auxiliar y el tubo principal.

6. Dispositivo segïn la reivindicaciïn 5, caracterizado por que las aberturas que se extienden axialmente estïn dispuestas en el al menos un elemento de soporte.

7. Dispositivo segïn la reivindicaciïn 5 o 6, caracterizado por que el elemento de soporte se extiende a lo largo de una determinada distancia axial.

8. Dispositivo segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los primeros y los segundos medios de descarga comprenden respectivamente un primer y un segundo tubo de descarga, extendiïndose cada uno hacia abajo en una direcciïn con un componente vertical.

9. Dispositivo segïn la reivindicaciïn 8, caracterizado por que el primer tubo de descarga comprende una primera pieza en T que tambiïn forma parte del tubo principal, por que el segundo tubo de descarga comprende una segunda pieza en T que tambiïn forma parte del tubo principal, por que la primera pieza en T estï conectada a una parte de tubo que se extiende aguas arriba de la pieza en T y que forma parte del tubo principal y la primera y la segunda pieza en T estïn conectadas por el elemento de soporte.

10. Dispositivo segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos un elemento de soporte que se extiende radialmente, que cierra el tubo principal aguas abajo, estï dispuesto entre el segundo tubo auxiliar y la segunda pieza en T.

11. Dispositivo segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que unas vïlvulas estïn colocadas en ambos tubos de descarga con el fin de mantener un nivel de lïquido en el tubo de descarga pertinente y porque ambas vïlvulas pueden ajustarse.

12. Dispositivo segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los primeros y los

segundos medios de descarga estïn conectados entre sï con el fin de igualar la presiïn entre los primeros y los segundos medios de descarga.

13. Dispositivo segïn la reivindicaciïn 12, caracterizado por que los primeros y los segundos medios de descarga se transponen en una descarga compartida dotada de una sola vïlvula, vïlvula que regula el nivel de 5 lïquido tanto en los primeros como en los segundos medios de descarga.

14. Dispositivo segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos uno de los medios de descarga estï conectado por encima del nivel de lïquido a un tubo de alimentaciïn auxiliar que termina en el tubo principal aguas abajo del segundo elemento de remolino.

15. Dispositivo segïn la reivindicaciïn 14, caracterizado por que el tubo de alimentaciïn auxiliar se extiende a 10 travïs del centro del primer elemento de remolino para introducir asï de nuevo una parte de la fracciïn ligera de los medios de descarga en la abertura de entrada.

16. Dispositivo segïn cualquiera de las reivindicaciones 5 a 15, caracterizado por que el paso de las aberturas dispuestas en el elemento de soporte puede ajustarse.

17. Procedimiento para separar un fluido fluyente en al menos dos fracciones con diferente densidad de masa, 15 que comprende las etapas de:

-impartir un movimiento de rotaciïn al fluido que fluye a travïs de un tubo principal con un primer elemento de remolino ubicado en el tubo principal; -separar el fluido en una fracciïn mïs pesada del fluido ubicada en la pared del tubo principal y una fracciïn mïs ligera ubicada de manera central a travïs de un primer tubo auxiliar que se extiende de

manera concïntrica al tubo principal; y -descargar la fracciïn mïs pesada de manera lateral fuera del tubo principal, -impartir un movimiento de rotaciïn a la fracciïn mïs ligera que fluye a travïs del primer tubo auxiliar con un segundo elemento de remolino ubicado en el primer tubo auxiliar; -separar la fracciïn mïs ligera en el primer tubo auxiliar en un componente mïs pesado de la fracciïn mïs ligera ubicado en la pared del primer tubo auxiliar y un componente mïs ligero de la fracciïn mïs ligera ubicado de manera central a travïs de un segundo tubo auxiliar que se extiende de manera concïntrica al primer tubo auxiliar; y

-descargar el componente mïs pesado de la fracciïn mïs ligera de manera lateral fuera del primer tubo auxiliar,

caracterizado por que la fracciïn sale del primer elemento de remolino con un ïngulo de remolino de salida mayor que el ïngulo de remolino de entrada eficaz de la fracciïn que fluye a travïs del segundo elemento de remolino.

18. Procedimiento segïn la reivindicaciïn 17, caracterizado por que el componente mïs pesado de la fracciïn mïs ligera se junta con al menos una parte de la fracciïn mïs pesada.